Укладка бетонной смеси

Укладка бетонной смеси производится такими образом, чтобы были обеспечены:

  • монолитность бетонной конструкции;
  • проектные физико-механические показатели и однородность бетона;
  • сцепление бетона с арматурой и закладными деталями;
  • полное, без каких-либо пустот, заполнение бетоном опалубки.

Укладку бетонной смеси осуществляют тремя методами:

  • с уплотнением;
  • литьем (бетонные смеси с пластификаторами);
  • напорной укладкой.

При каждом методе укладки должно быть соблюдено основное правило - новая порция бетонной смеси должна быть уложена до начала схватывания цемента в ранее уложенном слое. Этим исключается необходимость устройства рабочих швов по высоте конструкции.

Как правило, укладку в небольшие в плане конструкции (тонкостенные, колонны, стены, балки и др.) ведут сразу на всю высоту без перерыва.

В большие в плане конструкции (например, массивные фундаментные плиты) бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями и как правило, по всей площади. При многослойной укладке для обеспечения монолитности бетонной укладки по всей толщине конструкции необходимо соблюдение условия

h < Qt/A,

h - толщина укладываемого слоя, м;
Q - интенсивность подачи бетонной смеси, м3/ч;
t - максимально допустимый срок до перекрытия слоя ранее уложенного бетона, ч;
А - площадь бетонируемой конструкции, м2.

При укладке бетонной смеси с уплотнением полученная расчетом толщина слоя должна соответствовать (но не превышать) установленной нормами глубине проработки применяемых в данных конкретных условиях технических средств уплотения.

На больших массивах иногда невозможно перекрыть предыдущий слой бетона до начала схватывания в нем цемента. В этом случае применяют ступенчатый способ укладки с одновременной укладкой двух-трех слоев. При укладке ступенями отпадает необходимость перекрывать слои по всей площади массива. Для удобства ведения работ длину «ступени» принимают не менее 3 м.

Уплотнение бетонной смеси


Назначение процесса уплотнения - обеспечить высокую плотность и однородность бетона.

При приготовлении, транспортировке и укладке бетонная смесь чаще всего находится в рыхлом состоянии; частицы заполнителя расположены неплотно и между ними есть свободное пространство, заполненное воздухом.

Основной и наиболее распространенный способ уплотнения при монолитной кладке – вибрирование.

Под действием вибрации частицы заполнителя приходят в колебательное движение, бетонная смесь как бы разжижается, приобретает повышенную текучесть и подвижность. В результате она лучше распределяется в опалубке и заполняет ее, включая пространство между арматурными стержнями.

Бетонную смесь вибрируют с помощью внутренних (глубинных), поверхностных и наружных вибраторов. Рабочая часть внутренних вибраторов, погружаемая в бетонную смесь, передает ей колебания через корпус. Поверхностные вибраторы, устанавливаемые на уплотняемую бетонную смесь, передают ей колебания через рабочую площадку. Наружные вибраторы, укрепляемые снаружи на стеновой опалубке, передают бетонной смеси колебания через опалубку.

Область применения различных типов вибраторов зависит от размеров и формы бетонируемой конструкции, степени ее армирования и требуемой интенсивности бетонирования.

Каждому типу вибраторов присуща своя эффективная зона уплотнения бетонной смеси, характеризуемая для внутренних и наружных вибраторов радиусом действия, а поверхностных - толщиной прорабатываемого слоя. Так, в зависимости от мощности вибратора и значения создаваемых амплитуд и частоты колебаний радиус действия внутренних вибраторов составляет 15-60 см, наружных – 20-40 см, а глубина проработки поверхностных вибраторов – 10-30 см.

Вибрационный способ уплотнения наиболее эффективен при умеренно пластичных бетонных смесях с подвижностью 6-8 см.

При вибрации более подвижных смесей наблюдается расслоение бетона.

Качество монолитных конструкции во многом зависит от правильного вибрирования бетонной смеси. При недостаточной продолжительности вибрирования может иметь место неплотная укладка бетонной смеси, а при излишней возможно ее расслоение. Продолжительность вибрирования на одной позиции зависит от подвижности бетонной смеси и типа вибратора. Уплотнение бетонных смесей поверхностными вибраторами производится в течение 20-60 сек, глубинными - 20-40 сек, наружными – 50-90 сек. Продолжительность вибрирования жестких бетонных смесей должна быть не меньше показателя жесткости данной смеси.

Визуально продолжительность вибрирования может быть установлена по следующим признакам:

  • прекращение оседания смеси,
  • приобретение однородного вида,
  • горизонтальность поверхности,
  • появление на поверхности смеси цементного молочка.

По мере укладки каждого слоя бетонной смеси вибратор переставляют с одной позиции на другую. Расстояние между позициями внутренних вибраторов не должно превышать полуторного радиуса их действия. При уплотнении укладываемого слоя внутренний вибратор погружают на 5-8 см в нижележащий слой, чтобы проработать стык между слоями и обеспечить монолитность бетона. При перестановке поверхностного вибратора необходимо, чтобы его рабочая площадка не менее чем на 10 см перекрывала смежный провибрированный участок.

Возможно уплотнение штыкованием вручную с помощью шуровок, но из-за трудоемкости и низкой производительности метод применяют в исключительных случаях при бетонировании тонкостенных и густоармированных конструкций, а также при использовании высокоподвижных (с осадкой конуса более 10 см) и литых смесей, чтобы избежать их расслоения при вибрировании.

Уплотнение трамбованием ведут ручными и пневматическими трамбовками при укладке весьма жестких бетонных смесей в мало- и неармированные конструкции, а также в тех случаях, когда применять вибраторы невозможно Смеси уплотняют слоями толщиной 10... 15 см.

Устройство рабочих швов


Для обеспечения монолитности конструкцию желательно бетонировать непрерывно.

При необходимости устраивать перерывы в бетонировании конструкций прибегают к так называемым рабочим швам.

Рабочим швом называют плоскость стыка между затвердевшим и новым (свежеуложенным) бетоном, образованную из-за перерыва в бетонировании. Рабочий шов образуется в том случае, когда последующие слои бетонной смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие. Обычно происходит это при перерывах в бетонировании свыше 7 ч.

Рабочие швы являются ослабленным местом, поэтому они должны устраиваться в сечениях, где стыки старого и нового бетона не могут отрицательно влиять на прочность конструкции.

В колоннах рабочие швы допускаются:

  • на уровне верха фундамента,
  • у низа прогонов, балок или подкрановых консолей,
  • у низа капителей колонн безбалочных перекрытий

В рамных конструкциях:

  • у верха вута между стойками и ригелями рам.

В балках:

  • в пределах средней части пролета.

При бетонировании ребристых перекрытий надо руководствоваться следующим:

  • если бетонирование идет в направлении, параллельном второстепенным балкам, рабочий шов допускается в пределах средней трети пролета балок;
  • при бетонировании в направлении, параллельном главным балкам (прогонам) - в пределах двух средних четвертей пролета балок и плит;
  • в безбалочных перекрытиях - в середине пролета плиты;
  • балках и плитах - в виде вертикального среза.

Возобновлять прерванное бетонирование можно после того, как в ранее уложенной бетонной смеси закончится процесс схватывания и бетон приобретет прочность и будет способен воспринимать незначительное динамическое воздействие без разрушения (не менее 1,5 МПа).

Поверхность рабочего шва должна быть перпендикулярна оси элемента, а в стенах и плитах - их поверхности. Для этого устанавливают отсечки - ограничители с прорезями для арматурных стержней, прикрепляя их к щитам опалубки.

Для надежного сцепления бетона в рабочем шве поверхность ранее уложенного бетона тщательно обрабатывают:

  • кромку схватившегося бетона очищают от цементной пленки и обнажают крупный заполнитель, протирая проволочными щетками;
  • продувают сжатым воздухом и промывают струей воды;
  • очищают арматурные стержни.
  • очищенную поверхность стыка перед началом бетонирования покрывают цементным раствором, имеющим такой же состав, как укладываемая бетонная смесь.

Укладка бетонной смеси в различные конструкции


Технологические приемы и методы укладки бетонной смеси назначают в зависимости от типов конструкций и требований к ним, состава применяемой бетонной смеси, конструктивных особенностей опалубки, способов подачи смеси к местам укладки.

С учетом данных факторов разработаны эффективные методы укладки бетонной смеси для различного типа наиболее массовых конструкций:

В фундаменты и массивы в зависимости от объема, заглубления, высоты и других особенностей бетонную смесь укладывают по следующим технологическим схемам:

  • с разгрузкой смеси из транспортного средства непосредственно в опалубку;
  • с помощью бетоноукладчиков, бетононасосов;
  • бадьями с помощью кранов.

При укладке в малоармированные фундаменты и массивы применяют жесткие бетонные смеси с осадкой конуса 1-3 см, в густоармированные - с осадкой конуса 4-6 см. Бетонную смесь в массивные фундаменты с густой арматурой укладывают горизонтальными слоями толщиной 0,3-0,4 м, уплотняя ее ручными внутренними вибраторами.

В ступенчатые фундаменты с общей высотой до 3 м и площадью нижней ступени до 6 кв.м. смесь подают через верхний край опалубки, предусматривая меры против смещения анкерных болтов и закладных деталей. При виброуплотнении внутренние вибраторы погружают в смесь через открытые окна нижней ступени и переставляют их по периметру ступени в направлении к центру фундамента. Аналогично ведут виброуплотнение бетона второй и третьей ступеней, после чего их заглаживают.

В пилоны бетонную смесь можно укладывать сразу же после окончания укладки в ступенях. Смесь в пилон подают через верх опалубки. Уплотняет ее внутренними вибраторами, опуская их сверху.

При высоте ступенчатых фундаментов более 3 м и площади нижней ступени более 6 кв.м. первые порции бетонной смеси поступают в нижнюю ступень по периметру. В последующем смесь подают через приемный бункер и звеньевые хоботы. Виброуплотнение смеси ведут, как и в предыдущем случае, внутренними вибраторами.

В высокие пилоны бетонную смесь с подвижностью 4-6 см необходимо подавать медленно и даже с некоторыми перерывами, чтобы исключить выдавливание бетона, уложенного в ступени.

Для устройства бетонных подготовок под полы применяют бетонную смесь с осадкой конуса 0-2 см. Площадь, на которой предусмотрено устраивать подготовку, разбивают на карты-полосы шириной 3-4 м, устанавливая по их краям маяки-направляющие. Полосы-карты бетонируют через одну. В промежуточные полосы бетонную смесь укладывают после затвердения бетона в смежных полосах. Перед бетонированием промежуточных полос снимают маячные направляющие. Бетонную смесь выгружают на место бетонирования непосредственно из бетоновоза или подают бетононасосами. Ее разравнивают лопатами, а затем уплотняют с помощью виброрейки.

Если по бетонной подготовке предполагаются бетонные, цементные или асфальтовые полы, то поверхность подготовки после проходки виброрейки оставляют шероховатой для лучшего сцепления с верхними слоями.

Чистый пол бетонируют по маячным направляющим (доскам, трубам и пр.) с уплотнением бетонной смеси виброрейкой. Свежеуложенный бетон через 20- 30 мин тщательно заглаживают с помощью ручного инструмента или специальной затирочной машины. К этому моменту на поверхности пола появляется тонкая пленка воды и цементного молока. Такая пленка при заглаживании удаляется. Через 30-40 мин после заглаживания поверхность бетона обрабатывают металлическим полутерком до обнажения зерен гравия (щебня). Такая обработка позволяет получить качественные бетонные полы, обладающие высокой прочностью и сопротивлению истиранию.

Для придания бетонному полу повышенной плотности и высоких гигиенических качеств его поверхность железнят. При этом в поверхность свежеуложенного влажного бетона тщательно втирают сухой цемент до появления матового блеска. Эту операцию выполняют с помощью стальных полутерков, кельм или затирочных машин.

При укладке бетонной смеси в массивные густоармированные плиты большой площади (фундаментные плиты, днища резервуаров и отстойников и др.) основным технологическим требованием является непрерывность укладки на всю высоту плиты (0,15... 1,5 м).

Для осуществления процесса укладки плиты разбивают на карты. Если толщина плит меньше 0,5 м, то разбивку на карты и укладку бетона ведут так же, как и бетонных подготовок. При большей толщине плиты разбивают на параллельные карты шириной 5- 10 м, оставляя между ними разделительные полосы шириной 1-1,5 м. Для обеспечения непрерывной укладки смеси на всю высоту плиту разбивают на блоки без разрезки арматуры, с отсечкой блоков металлическими сетками.

Карты бетонируют подряд, одну за другой. В разделительные полосы смесь укладывают враспор с затвердевшим бетоном карт после снятия опалубки на их границах. Бетонную смесь подвижностью 2-6 см подают на карты бетононасосами, с помощью бетоноукладчиков, а также кранами в бадьях. Подавать ее следует в направлении к ранее уложенному бетону, как бы прижимая новые порции к уложенным ранее.

В плиты даже большой толщины бетонную смесь укладывают в один слой. При этом несколько затрудняется виброуплотнение, поскольку внутренние вибраторы требуется погружать в смесь на глубину, в 1,5-2 раза превышающую длину рабочей части.

Выравнивают бетон плит по маякам, поверхность заглаживают гладилками, кельмами или полутерками. В местах примыкания стен, опирания колонн и столбов бетон оставляют шероховатым с устройством в отдельных случаях рифления и насечки.

При возведении стен в разборно-переставной опалубке смесь укладывают участками высотой не более 3 м. В стены толщиной более 0,5 м при слабом армировании подают бетонную смесь подвижностью 4-6 см. При длине более 20 м стены делят на участки по 7-10 м и на границе участков устанавливают разделительную опалубку или отсечку. Бетонную смесь подают непосредственно в опалубку в нескольких точках по длине участка бадьями, виброжелобами, бетононасосами. При высоте стен более 3 м используют звеньевые хоботы, при этом смесь укладывают горизонтальными слоями толщиной 0,3-0,4 м с обязательным вибрированием.

Подавать смесь в одну точку не рекомендуется, так как при этом образуются наклонные рыхлые слои, снижающие качество поверхности и однородность бетона.

В тонкие и густоармированные конструкции стен и перегородок укладывают более подвижные бетонные смеси (с усадкой 6-10 см). При толщине стены до 0,15 м бетонирование ведут ярусами высотой до 1,5 м. С одной стороны опалубку возводят на всю высоту, а со стороны бетонирования - на высоту яруса. Это позволяет повысить качество и обеспечить удобство работы. Уложив бетонную смесь в первый ярус, наращивают опалубку следующего и т. д.

При подаче бетонной смеси бетононасосом опалубка может быть выставлена сразу на всю высоту с обязательным условием, чтобы конец бетоновода был заглублен в укладываемую бетонную смесь (так называемое «напорное бетонирование»).

В колонны высотой до 5 м со сторонами сечения до 0,8 м, не имеющие перекрещивающихся хомутов, бетонную смесь укладывают сразу на всю высоту. Смесь осторожно загружают сверху и уплотняют внутренними вибраторами. При высоте же колонн свыше 5 м смесь подают через воронки по хоботам.

В высокие и густоармированные колонны с перекрещивающимися хомутами смесь укладывают ярусами до 2 м с загружением через специальные окна в опалубке.

Также для подачи бетонной смеси опалубку высоких колонн выполняют со съемными щитами, которые устанавливают после бетонирования нижнего яруса.

В балки и плиты, монолитно связанные с колоннами и стенами, бетонную смесь укладывают через 1-2 ч после укладки последнего слоя (порции) в вертикальные конструкции ввиду необходимости первоначальной осадки уложенной в них смеси.

В балки (прогоны) и плиты ребристых перекрытий смесь укладывают, как правило, одновременно.

В балки высотой более 80 см бетонную смесь укладывают слоями 30-40 см с уплотнением внутренними вибраторами. При этом последний слой смеси должен быть на 3-5 см ниже уровня низа плиты перекрытия.

В плиты перекрытия бетонная смесь подается сразу на всю ширину с уплотнением поверхностными вибраторами при их толщине до 0,25 м и внутренними при большей толщине.

В арки и своды пролетом менее 20 м бетонную смесь укладывают одновременно с двух сторон - от пят к замку, а пролетом более 20 м - отдельными участками, симметрично расположенными относительно середины. Между участками оставляют разделительные полосы шириной 0,8-1,2 м. На каждом участке смесь подают непрерывно. Начинают укладку смеси с участков, прилегающих к опорам. Затем во избежание выпучивания опалубки в вершине арки (свода) смесь укладывают в замковый участок. После этого бетонную смесь подают в рядовые участки равномерно с двух сторон конструкции. В разделительные полосы смесь укладывают через 6-8 суток после того, как произойдет усадка бетона основных участков. Для полос применяют жесткую бетонную смесь с осадкой конуса 1-3 см.

На крутых участках арок или сводов, чтобы исключить сползание бетонной смеси при вибрировании, бетонирование ведут в двусторонней опалубке, наружные щиты которой наращивают по ходу бетонирования.